一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强PP/PET材料及其制备方法与流程

一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强pp/pet材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及高分子材料改性领域，具体地说涉及一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强pp/pet材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着科技的发展和进步，人类对于能源的需求也在急速地增长，太阳能作为一种可再生清洁能源受到广泛的关注和研究，关于太阳能电池和其发电组件的研究和发展也受到越来越多人的关注。太阳能电池组件是由太阳能电池片串并联，再使用钢化玻璃、封装胶膜和背板对其进行组装和保护。其中，背板位于太阳能电池组件背面的最外层，对电池片起到保护和支撑作用。为了使太阳能电池保持最佳的工作状态并维持最佳的使用寿命，背板应具有可靠的电气绝缘性、水汽阻隔性和良好的耐老化性，其中，优异的水汽阻隔性和耐水解性能是衡量背板性能好坏的重要指标。
3.目前聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)背板因其具有强度高、耐候性好、热稳定性强等优点成为现阶段市面上的主流背板。但pet也存在水汽透过率高，耐水解、耐湿热性能差的缺点。随着太阳能电池背板的发展以及不同应用场景的需求，对于背板的水汽透过率和耐水解性能的要求变得越来越高，如何能开发出一种既能满足背板使用的基本力学性能要求，又具备高水汽阻隔性和耐水解性能的背板芯材越来越受到关注。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强pp/pet材料及其制备方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强pp/pet材料，按以下质量百分数计的原料制备而成：
[0007][0008]
所述的pet树脂粘度为0.5～1.5dl/g。
[0009]
所述的聚丙烯树脂熔指为10-15g/10min。
[0010]
所述的玻璃纤维为硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻纤，短切长度为3～4.5mm，直径为8～14um。
[0011]
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐或乙烯共聚物接枝物马来酸酐中的一种。
[0012]
所述的抗水解剂为碳化二亚胺。
[0013]
所述的光稳定剂为光吸收剂和光屏蔽剂中的一种。
[0014]
上述的一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强pp/pet材料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]
(1)将pet、pp、相容剂、抗水解剂、光稳定剂及抗氧剂，按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟并放入高速混合机中。
[0016]
(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在200～240℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强pp/pet材料。
[0017]
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
[0018]
(1)本发明采用pp非极性聚烯烃和玻纤材料保证了材料高效水汽阻隔性和电气绝缘性，同时玻纤为材料提供良好的力学性能、热稳定性；
[0019]
(2)本发明的pet/pp共混树脂选用高效碳化二亚胺抗水解剂，与pet结构中由酯基水解而生成的羧酸反应，生成酰脲衍生物，从而消除羧基，防止水解蔓延，起到断链再接的作用，有效减缓高湿环境中pet水解，达到材料耐水解，高强度的要求；
[0020]
(3)本发明选用高效光稳定剂，有选择性的吸收紫外线，通过能量转移方式将有害光能转变成无害光能，以热量形式释放，防止氧化反应起到延缓老化作用。
[0021]
(4)本发明选用高效受阻酚类和硫代醚类复合抗氧剂使所获得的样品具有更优异的耐候性能。
具体实施方式
[0022]
下面通过实施例进一步说明本发明的技术方案，在不违反本发明的宗旨下，本发明应不限于以下实验例具体明示的内容。
[0023]
本发明实施例所用原料：
[0024]
pet
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
粘度为0.5～1.5dl/g，美国杜邦
[0025]
pp
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熔指为10-15g/10min，中石化
[0026]
玻璃纤维
ꢀꢀ
短切长度为4mm，直径为14um，中国巨石国际有限公司
[0027]
相容剂
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马来酸酐接枝聚丙烯-h501，华雯有限公司
[0028]
抗水解剂
ꢀꢀ
碳化二亚胺莱茵化学
[0029]
光稳定剂
ꢀꢀ
光吸收剂uv770，美国杜邦
[0030]
抗氧剂
ꢀꢀꢀꢀ
受阻酚类1010/硫代醚类1035按1：2比例混合使用，受阻酚类1010/硫代醚类dstp按1：2比例混合使用，自制。
[0031]
产品性能测试方法：
[0032]
拉伸强度：按iso 527方法，拉伸速度5mm/min。
[0033]
弯曲强度：按iso 178方法，试验速度2mm/min。
[0034]
缺口冲击强度：按iso 179方法，选用4mm厚试样。
[0035]
热变形温度：按iso 75方法，1.8mpa，120℃。
[0036]
光照测试：按saej 2527方法，测试5周期，灰度≥4。
[0037]
湿热老化测试：双85湿热老化1000h实验之后再对其拉伸强度进行评估。
[0038]
耐热氧测试：制备标准拉伸样条和缺口冲击样条，按din 53497进行老化试验，150℃烘箱放置1000h，测试试验结束后样条的拉伸强度和缺口冲击强度。
[0039]
实施例1-4
[0040]
按表1中所述实施例1～4的重量百分比称取pet树脂，pp树脂、玻璃纤维305k，相容剂h501，抗水解剂碳化二亚胺，光稳定剂uv770以及自制的1010/1035复合抗氧剂。
[0041]
制备方法：
[0042]
将pet、pp、相容剂、抗水解剂、光稳定剂及抗氧剂，按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟并放入高速混合机中。
[0043]
(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在200～240℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强pp/pet材料。
[0044]
对比例1
[0045]
按表1中所述实施例重量百分比称取pet树脂、pp树脂、玻璃纤维305k、相容剂h501、光稳定剂uv770，自制的1010/1035复合抗氧剂。
[0046]
制备方法：
[0047]
(1)按重量配比称取pet、pp树脂、玻璃纤维305k、相容剂、光稳定剂、抗氧剂，并放入高速混合机中，常温下搅拌10～30分钟。
[0048]
(2)将步骤(1)混合后的物料加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料口，在200～240℃充分塑化混合后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种光伏背板用耐水解、高耐候、高强度玻纤增强pp/pet材料。采用注塑机制备标准测试试样，测试结果见表1。
[0049]
对比例2是上海远纺工业有限公司生产的pet 608s材料，测试结果见表1。
[0050]
表1：性能测试结果
[0051]
[0052][0053]
由表1中可以看出，对比例1和对比例2的拉伸和弯曲等力学性能、光热稳定性明显低于实施例2；而湿热老化后的拉伸强度保持率低于实施例2、3，表明碳化二亚胺有效减缓高湿环境中pet水解，达到材料耐水解，高强度的要求；实施例3的热变形温度和拉伸强度高于实施例1，表明玻纤填充赋予材料优异的力学性能和热稳定性，同时湿热老化和光老化效果也高于实施例4和2，表明uv770光稳定剂和受阻酚类和硫代醚类复合抗氧剂，可有效材料延缓光老化和热老化作用，达到材料高耐候的要求。
[0054]
本发明通过碳化二亚胺抗水解剂保证了材料高效水汽阻隔性和电气绝缘性，有效减缓高湿环境中pet水解，选用高效受阻酚类和硫代醚类复合抗氧剂、光稳定剂使所获得的样品具有更优异的耐候性能；从而制备了高耐候、耐水解和高强度的pp/pet材料，为光伏背板材料的选择提供了更多可行性。